และการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวมีนัยสำคัญต่อวิธีการที่คาร์บอนซึ่งเป็นผู้เล่นหลักในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกหมุนวนผ่านระบบนิเวศ

Mark Friedl ศาสตราจารย์ด้านโลกและสิ่งแวดล้อมที่มหาวิทยาลัยบอสตันและผู้สมัครระดับปริญญาเอก Minkyu Moon ใช้ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อระบุว่าในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาต้นไม้ใน Harvard Forest ซึ่งเป็นป่าทดลองกว่า 3,700 เอเคอร์ซึ่งตั้งอยู่ใน Petersham รัฐแมสซาชูเซตส์ แตกหน่อก่อนหน้านี้ในฤดูใบไม้ผลิ

นักวิจัยยังวิเคราะห์ข้อมูลบนพื้นดินของการดูดซับคาร์บอนและพบว่าวันที่ป่าเริ่มจับคาร์บอนมากขึ้น - ตัวบ่งชี้ว่าต้นไม้มีการสังเคราะห์ด้วยแสง - ได้เปลี่ยนไปก่อนหน้านี้และเปลี่ยนไปสู่ระดับที่สูงขึ้น

“ เพียงครึ่งหนึ่งของสิ่งที่เราสูบฉีดเข้าไปในบรรยากาศกำลังอยู่ในบรรยากาศ อีกครึ่งหนึ่งกำลังถูกดาวเคราะห์ดูดกลืน”

---

---

ไม่มีคำถามว่าในศตวรรษที่ผ่านมาผู้คนได้ปลดปล่อยการปล่อยคาร์บอนที่รับภาระจากเชื้อเพลิงฟอสซิลมากขึ้นเรื่อย ๆ อย่างไรก็ตามสิ่งที่เกิดขึ้นกับการปล่อยเชื้อเพลิงฟอสซิลเมื่อพวกเขาออกจากรถยนต์บ้านหรือโรงงานของเรามีความซับซ้อนมากขึ้น

“ เพียงครึ่งหนึ่งของสิ่งที่เราสูบฉีดเข้าไปในบรรยากาศกำลังอยู่ในบรรยากาศ” Friedl อธิบาย “ อีกครึ่งหนึ่งกำลังถูกโลกดูดกลืน” ภาระที่แบ่งระหว่างมหาสมุทรและระบบนิเวศน์บนบก ได้แก่ ป่าไม้

แต่ป่าคาร์บอนจำนวนเท่าใดที่จะรับและในอนาคตพวกเขาจะใช้เวลาเท่าไรเป็นคำถามเปิดที่เกี่ยวข้องกับผลผลิตของป่าโดยเฉพาะต้นไม้ที่มีการสังเคราะห์แสงและนานเท่าไหร่

“ นั่นคือแรงจูงใจสำคัญสำหรับการทำเช่นนี้คือพยายามช่วยให้เราเข้าใจว่าระบบนิเวศกำลังเปลี่ยนแปลงอย่างไรและถ้าสภาพอากาศยังคงอบอุ่นสิ่งที่จะทำกับฤดูกาลการเติบโตของระบบนิเวศและการเปลี่ยนแปลงในฤดูปลูกจะอย่างไร นำไปสู่การเพิ่มขึ้นหรือลดลงในการกักเก็บคาร์บอนและจากนั้นจะขยายออกไปอย่างไรซึ่งจะส่งผลกระทบต่อความสมดุลในระยะยาวของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ” Friedl กล่าว

เพื่อตรวจสอบช่วงเวลาของฤดูใบไม้ผลิในป่าฮาร์วาร์ดนักวิจัยได้เปรียบเทียบภาพถ่ายดาวเทียมของนาซ่าจากสองแหล่ง: ดาวเทียม MODISซึ่งโคจรรอบโลกทุกวันตั้งแต่ 2000 ยุคแรกจับภาพความละเอียดหยาบ และ ดาวเทียมดาวเทียมซึ่งโคจรมานานหลายปี 30 แต่กลับมาเยี่ยมชมสถานที่แต่ละแห่งบนโลกน้อยครั้ง (ทุกๆแปดวัน) รวบรวมภาพความละเอียดสูง

“ เซ็นเซอร์ภาพบนดาวเทียมได้รับการออกแบบมาเพื่อจับภาพคุณสมบัติของพืชพรรณ” Friedl อธิบายเพิ่มเติมว่าภาพถูกเก็บรวบรวมที่ความยาวคลื่นนอกสเปกตรัมที่มองเห็นซึ่งมีความไวต่อการปรากฏตัวของพืชที่มีการสังเคราะห์แสงอย่างแข็งขันโดยเฉพาะ โผล่ออกมาในฤดูใบไม้ผลิ“ เราสามารถเห็นช่วงเวลานั้นค่อนข้างชัดเจนจากดาวเทียม”

“ …มันวัดได้อย่างแท้จริงว่าระบบนิเวศหายใจ”

นักวิจัยจับคู่ข้อมูลดาวเทียมกับชุดข้อมูลพิเศษอื่น: การวัดการดูดซับคาร์บอนจากพื้นดินในหอ Harvard Forest ซึ่งใช้ในการระบุเวลาของการดูดซับคาร์บอนที่เพิ่มขึ้นที่เกิดขึ้นทุกฤดูใบไม้ผลิเมื่อต้นไม้อยู่บนพื้นดินสามทศวรรษ เริ่มการสังเคราะห์แสงอีกครั้ง

ป่าบนภูเขาเก็บคาร์บอนได้มากขึ้น

“ เราใช้ประโยชน์จากความจริงที่ว่าเราได้รับในสวนหลังบ้านของเราที่ Harvard Forest ที่ยาวที่สุดในโลกที่ดำเนินการตรวจวัดการแลกเปลี่ยนคาร์บอนบนโลกอย่างต่อเนื่องซึ่งมีเครื่องมือที่ใช้วัดการดูดซึมและปล่อยก๊าซติดตามต่างๆรวมถึงคาร์บอนไดออกไซด์จากระบบนิเวศ ” Friedl กล่าว “ ดังนั้นจึงเป็นการวัดว่าระบบนิเวศหายใจอย่างไร”

ข้อมูลดาวเทียมของแซนดัทแสดงให้เห็นว่าเมื่อเวลาผ่านไปการเกิดขึ้นของใบไม้ในป่าฮาร์วาร์ดได้เปลี่ยนไปก่อนหน้านี้อย่างแน่นอน (แม้ว่าพวกเขาจะไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงในการสังเกต MODIS ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับกรอบเวลาสั้นลง การวัดบนพื้นดินของพวกเขาบอกเล่าเรื่องราวที่คล้ายกัน: ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาการเพิ่มขึ้นของการดูดซับคาร์บอนในแต่ละปีได้เกิดขึ้นก่อนหน้านี้ในฤดูใบไม้ผลิ

อย่างไรก็ตามแนวโน้มของฤดูใบไม้ผลิก่อนหน้านั้นมีความชัดเจนมากขึ้นในการตรวจวัดแบบภาคพื้นดินมากกว่าในข้อมูลดาวเทียมความแตกต่างที่ทีมงานจะตรวจสอบในการศึกษาติดตามผล ทีมต้องการสำรวจว่าฤดูกาลที่ยาวนานขึ้นส่งผลกระทบต่อการดูดซับคาร์บอนโดยรวมของป่าฮาร์วาร์ดและขยายวิธีการทดลองไปยังไซต์อื่น ๆ

ในที่สุดนักวิจัยวางแผนที่จะใช้ข้อมูลเพื่อปรับปรุงว่าแบบจำลองสภาพภูมิอากาศแสดงช่วงเวลาของฤดูใบไม้ผลิซึ่ง Friedl หวังว่าจะนำไปสู่การคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคตได้ดีขึ้น

“ เรากำลังพยายามใช้ข้อมูลนี้เพื่อคลี่คลายชุดคำถามที่ซับซ้อนนี้ซึ่งล้อมรอบว่าโลกกำลังเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรและสิ่งที่อนาคตจะถือในแง่ของระบบนิเวศและระบบนิเวศส่งผลกระทบต่อระบบภูมิอากาศ”

Moon เสนอผลเบื้องต้นในการประชุม Fall American Geophysical Union ในนิวออร์ลีนส์ โครงการนิเวศวิทยาภาคพื้นดินของนาซาให้การสนับสนุนงานนี้

ที่มา: Catherine Caruso สำหรับ มหาวิทยาลัยบอสตัน